一种高效低时延的RPL跨层优化机制

低功耗有损网络路由协议RPL中的路由度量存在一定局限性,从而导致网络拓扑不均衡以及数据传输路径非最优等问题。提出一种高效低时延的RPL跨层优化机制CL-ORPL。综合考虑网络深度、链路队列利用率以及期望传输次数等多种度量,以完善最优父节点选择机制。目的地通告对象确认消息（DAO-ACK）携带上一跳节点信息,通过跨层旁听DAO-ACK消息建立两跳横向路由。仿真结果表明,CL-ORPL机制的数据传输平均端到端时延、数据传输成功率以及网络生存时间等性能优于RPL和QU-RPL协议。     

基于簇父集协作通信的低功耗有损网络路由算法优化

针对当前低功耗有损网络（LLN）中基于簇父集协作通信的路由算法（CRPL）没有考虑节点剩余能量,存在不能有效地均衡节点能耗和最大化延长网络寿命的问题,提出一种高效的基于簇父集协作通信的低功耗有损网络路由（RPL）算法（HE-CRPL）。所提算法采取了三个优化思路：一是同时考虑节点间无线链路质量和节点剩余能量进行簇父节点的选择;二是在簇父节点优先级判定和最优簇父集的选择过程中把节点间的无线链路质量和簇父节点的期望寿命（ELT）相结合;三是在网络拓扑初始化的过程中通过利用目的地通告对象（DAO）消息携带簇父节点优先级列表告知最优簇父集中簇父节点的优先级顺序。仿真结果表明,与CRPL算法相比,HE-CRPL算法在延长网络生存时间、提高数据包投递成功率和减少数据包重传次数等方面的性能得到了提升,其中网络生存时间提高了18.7%,数据包重传次数降低了15.9%。     

基于期望寿命的能量均衡RPL研究

目前基于能量均衡的低功耗有损网络路由协议RPL (Routing Protocol for Low power and lossy networks)在网络拓扑构建的过程中由于未考虑备选父节点上一跳节点的期望寿命,从而导致所构建的网络不能较好地实现能量均衡的问题。对此提出一种基于期望寿命的能量均衡RPL(Expected Life Time-based Energy Balance RPL, ELT-EB-RPL)。构造一种复合路由判据,包括传输跳数、期望传输次数和节点期望寿命,同时,节点在选择最优父节点时需综合考虑其备选父节点及备选父节点上一跳节点的期望寿命。在不增加额外控制开销的前提下,提出一种"节点间期望寿命信息通告"策略,以便节点作出正确的路由选择。通过仿真实验对该方案的性能进行了对比分析。结果表明,在不同发包速率下该方案能够有效实现能量均衡和延长网络寿命。     

基于粒子群优化算法的RPL负载均衡研究

针对现有IPv6路由协议在建立网络拓扑过程中未考虑负载均衡,易导致低功耗有损网络出现部分节点能量过早耗尽、链路发生堵塞等问题,提出了一种基于父节点拥塞程度及其能量损耗的粒子群优化RPL路由协议(PSO-RPL)。通过将各子节点周围所有节点中Rank值最低的节点作为父节点集,并根据父节点集中所有节点的负载因子和剩余能量构造适应度函数的基础上,PSO-RPL借助粒子群优化算法获得了各子节点的最优父节点,从而实现了所有父节点的负载均衡。仿真结果表明提出的PSO-RPL协议实现了网络负载的有效均衡,延长了整个网络的生命周期,降低了整个网络的能量消耗。     

基于负载均衡的高能效LLN路由协议

由于低功耗有损网络LLN (low power and lossy networks)呈树形结构且节点的能量受限,一旦网络中出现能量瓶颈节点而未及时处理,将会严重影响网络各方面性能。因此提出一种基于负载均衡的高能效LLN路由协议。当检测出能量瓶颈节点后,对溪流计时器重置策略进行改进,及时将能量瓶颈节点能量不足的状态通告给其子节点。提出一种能量瓶颈节点子节点的切换机制,旨在降低能量瓶颈节点的能耗速率,实现节点高能效。仿真结果表明,该方法在网络生存时间和节点死亡率等性能方面优于现有路由算法,其中网络平均生存时间延长了10.53%,节点死亡率降低了18.59%。     

双向路径重选的自组网负载均衡路由协议

基于跨层负载感知和双向路径重选的自纽网负载均衡路由协议（CLBLR）在路由发现阶段和路由维护阶段，将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来，共同作为路由选择和路由调整的重要依据，通过双向路径重选方法实现最优路径选择和网络业务流的均衡分布和均衡传输．协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组，经由重负载中间节点转发，以保证路由发现时能够利用最新负载信息，并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点，使协议具有一定的拥塞控制功能，以间接的方式实现了请求接纳控制．上述措施使分组传输路由很好地避免了拥塞节点，减少了网络瓶颈对网络性能的影响．仿真表明，CLBLR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能，其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境．     

自组网中一种基于跨层负载感知的按需负载均衡路由

本文提出了一种新的基于跨层负载感知的自组网负载均衡路由协议（CLLOR）。CLLOR在路由发现阶段和路由维护阶段将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来共同作为路由选择和路由调整的重要依据,以实现网络业务流的均衡分布和均衡传输。协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组经由重负载的中间节点转发,以保证路由发现时能够利用最新的负载信息,并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点,使得协议具有一定的拥塞控制功能,以间接的方式实现了请求接纳控制。通过上述措施,可以很好地避免网络中出现拥塞节点,减少了网络瓶颈对网络性能的影响。仿真表明,CLLOR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好的性能,其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境。     

基于拥塞预警与分流传输的AOMDV协议优化

针对AOMDV协议只使用主路径传输数据,导致备用路径未能得到充分利用以及网络负载失衡的问题,本文提出一种LBAOMDV(Load Balanced AOMDV)协议。该协议在AOMDV协议的基础上使用基于路径长度、路径使用次数以及路径状态的分流传输机制在多条路径上同时传输数据以均衡网络负载,当网络中的节点负载过重并通过预先设定的阀值时将触发拥塞预警机制以减少通过该节点的数据流量,从而进一步达到网络负载的动态均衡。     

一种负载均衡的RPL多路径数据传输机制

低功耗有损网络路由协议(RPL)由于负载不均衡导致节点能耗失衡。为此,提出一种RPL多路径数据传输机制。在网络拓扑构建过程中依据数据传输代价选出每个节点的最优多父节点集。结合无线链路质量、节点剩余能量、节点缓存占用率以及中继节点的子节点数量等度量,设计一种数据流量分配度量标准,基于该度量标准提出能够最大化均衡网络负载的流量分配策略,以获得最优数据传输方案。仿真结果表明,相对RPL、ELT-RPL机制,该机制能够最大化地实现负载与节点能耗均衡,延长网络生存时间并提高路由可靠性。     

面向WSN数据汇集应用的动态负载均衡算法

针对WSN数据汇集应用中,由于负载分配不均衡,使得网络节点出现早死,缩短网络寿命问题,提出一种面向WSN数据汇集应用的动态负载均衡算法（DLB-DGA）。DLB-DGA算法采用压力传输和压力均衡的思想,通过压力计算模型和流量均衡计算模型,动态调整子节点转发给父节点的数据流量比例,使网络上游节点的负载逐渐趋于最大程度的均衡,延长网络寿命。仿真实验表明DLB-DGA算法可行。     

DTN中基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制

DTN(Delay Tolerant Network)具有间歇性连接、资源有限以及拓扑结构随机动态变化等特点,因此会受到网络资源有限和网络拓扑不确定性的限制,极易产生网络拥塞。针对这一问题,提出了一种基于消息质量度和节点可信度的拥塞控制策略CCMQ(Congestion Control Based on Message Quality and Node Reliability in DTN)。该策略主要根据消息的质量度划分消息的优先级,在转发消息时,将优先级高的消息优先转发;在选择下一跳节点时,选择节点可信度高的节点进行消息的转发,并充分考虑中继节点自身的属性;在发生拥塞时,消息质量度小的消息被率先丢弃,同时增加了S-ACK消息确认删除机制,以释放节点的缓存空间,从而有效缓解节点拥塞。仿真结果表明,相比传统的拥塞控制算法,CCMQ在消息递交率、网络负载率和平均时延性能方面都有较大的提升。     

基于蚁群算法的WSN多路径负载均衡路由

为使无线传感器网络节点能量消耗相对均衡,在定向扩散路由算法的基础上,结合蚁群算法,提出一种多路径负载均衡路由算法。该算法利用蚁群的自适应和动态寻优能力,在源节点和目的节点之间搜索建立多条传输路径,并将节点剩余能量引入启发因子,均衡节点能量消耗。同时,运用层次分析法,赋予每条路径一定的负载分配比例,使数据总能在链路性能较优的多路径中均衡传输,延长整个网络的生命期。仿真结果表明,与定向扩散路由算法相比,该算法能够均衡节点能耗,有效延长网络寿命。     

ERC2:具有拥塞控制策略的DTN传染路由方法

针对延迟容忍网络（DTN）拓扑结构动态变化和节点存储空间有限的问题,提出一种具有拥塞控制策略的DTN传染路由（ERC²）方法。该方法基于一种动态存储状态模型（DSSM）,节点可通过感知网络状况动态调整节点半拥塞状态的门限降低网络发生拥塞的可能性,增加ACK索引以及消息管理队列,使节点存储状态随着网络负载的随机变化而动态更新并主动删除冗余包,并根据不同拥塞状态结合传染路由和Prophet路由的优点选择单一或混合模式进行消息转发,从而达到预防、避免、解除拥塞的目的,实现节点自适应缓存管理以及网络的动态拥塞控制。在模拟器ONE上采用Working Day Movement模型进行仿真,其中与Prophet相比,ERC²方法在消息递交率上提高66.18%,平均时延降低48.36%,转发次数提高22.83%。仿真结果表明,在拥塞程度不同的场景中,ERC²与Epidemic、Prophet路由算法相比具有更好的网络性能。     

适用于WSNs的拥塞自适应多径路由算法

针对无线传感器网络(WSNs)数据汇聚特性易导致网络拥塞的问题,结合改进AOMDV协议的多径建立、选择机制的缺陷,提出一种拥塞自适应的多径路由算法。新协议首先引入相关因子模型建立相互干扰度最小的路径集;其次建立路径拥塞信息采集、更新机制,并利用HELLO消息传递。最终源节点通过实时感知路径拥塞信息,自适应选择低拥塞路径来避免拥塞。仿真结果表明:改进的协议显著提高了分组投递速率,降低了端对端时延。     

基于负载均衡算法的按需多播路由协议

Adhoc通信网中业务总负载的增大会导致按需多播路由协议（ODMRP）的网络吞吐率下降,为此,提出一种改进的ODMRP。引入负载均衡算法,根据站点当前的负载大小决定是否接收JOIN．TABLE信令作为转发组成员,并选择负载较轻的节点完成多播数据的转发,从而缓解网络拥塞,充分利用网络资源。仿真结果表明,在高负载情况下,改进的ODMRP可有效提高网络吞吐率,减小数据丢失率。     

AdHoc网络中一种链路负载均衡的节能路由协议

传统AdHoc网络路由协议主要是基于“最短路径”来考虑,会在网络中造成对一些“热点节点”的过度使用和链路负载不均衡。针对AdHoc网络中移动节点能量有限和链路负载不平衡的问题,文中提出基于链路负载均衡的节能路由协议（1inkLoadBalancingandEnergySavingroutingprotocol,LBES）。该协议通过考虑网络中节点生存时间和节点间链路通信效率两个方面因素,基于这两方面性能重新定义和计算链路性能,以达到优化路由选择的效果的目的。仿真结果表明,与DSR和MRL相比,LBES有效地延长了网络寿命,降低了网络传输时延,提高了网络的可靠性。     

改进的无线Mesh网路由判据算法及其路由协议

为了改善802.11s无线Mesh网传输过程中因重传次数过大而造成的丢包问题,根据实际无线传输中的网络重传次数特性,提出一种基于最大重传次数的空中传播时间改进路由判据算法.同时为了缓解因单根节点造成的网络拥塞,提高实际场景中边缘节点的传输性能,并保证网络中所有节点使用无线信道资源的公平性,基于树的寻径机制从拓扑结构的角度,提出一种改进的多根节点的混合无线Mesh网路由协议(M-HWMP).理论及仿真结果表明,改进的路由判据算法及路由协议优化了无线Mesh网传输不同数据流时的吞吐量、时延特性,并在一定程度上避免了网络拥塞.